Adsorbat-modifiziertes Wachstum ultradünner Seltenerdoxid ... - E-LIB

4 Strukturelle und chemische Zusammensetzung von Seltenerdoxid-Filmen
auf Si(111)
Sekundärsignals von dem Ce 2 O 3 -Film nicht beeinflusst. Die inelastische mittlere
freie Weglänge der La3d-Photoelektronen wurde mit Hilfe der Tanuma, Powell und
Penn TPP2M-Formel [73] zu λ La2 O 3
(2,5 keV) = 3,95 nm berechnet. Erste XSW-
Modellierungen des La 2 O 3 -Films mit einer Schichtdicke von 1,8 nm zeigen jedoch,
dass dieser Wert zu groß ist um die Differenz zwischen den Fluoreszenz- und Photoelektronen-XSW-Daten
zu erklären. Dies ist in guter Übereinstimmung mit XPS-
Untersuchungen an Ceroxid-Filmen, die eine inelastische mittlere freie Weglänge der
Elektronen in Ceroxid aufweisen, die etwa die Hälfte des mit der TPP2M-Formel
berechneten Wertes beträgt [177]. Aus diesem Grund wurde für die weiteren XSW-
Modellierungen ein Wert von λ La2 O 3
(2,5 keV)/2 angenommen und die Geometrie
des experimentellen Aufbaus an der Strahlführung BW1 (siehe Abschnitt 3.1) berücksichtigt,
welche zu einer weiteren Abschwächung des Photoelektronen-Signals
führt, da die Photoelektronen nicht senkrecht zur Oberfläche detektiert werden. Für
die Abschätzung des Kristallinitätsgradienten wurde ein La 2 O 3 -Film mit 6 O-La-O
Trilagen mit einem Trilagenabstand von 3,28 Å angenommen, der der Volumenkristallstruktur
entspricht. Geht man zusätzlich von einer individuellen Kristallinität
pro Trilage mit C aus, wie sie in Abb. 4.39 dargestellt ist, mit den Werten
C TL1 = 0, C TL2 = 0,01, C TL3 = 0,7, C TL4 = 1, C TL5 = 1, C TL6 = 1, wobei 0
absolute Unordnung und 1 perfekte Bixbyit-Kristallinität bedeutet, so erhält man
La3d, theo.
anhand der XSW-Modellierungen kohärente Fraktionen von f = 0,72 und
LaLα, theo.
c,(111)
c,(111)
f = 0,55 mit einer entsprechenden Differenz in den kohärenten Positionen
von ∆Φ theo.
c = 0,02. Der berechnete Unterschied in den kohärenten Fraktionen
und kohärenten Positionen stimmt unter Berücksichtigung der Unsicherheiten mit
den experimentell bestimmten Differenzen überein. Dies zeigt eindeutig auf, dass
die oberen Trilagen des La 2 O 3 -Films in der Seltenerdoxid-Multilagen-Struktur nach
dem Wachstum von Ce 2 O 3 eine sehr hohe Kristallinität besitzen, während die Trilagen
an der Grenzfläche eine sehr starke Unordnung aufweisen. Obwohl ∆fc
theo. und
in der XSW-Modellierung von dem angenommenen Trilagenabstand, der
∆Φ theo.
c
Unordnung der einzelnen Trilagen und der Ausdringtiefe der La3d-Photoelektronen
abhängen, zeigt der Kristallinitätsgradient unabhängig von den gewählten Parame-
Abb. 4.39
Schematische Darstellung der zur
XSW-Modellierung des Kristallinitätsgradienten
im La 2 O 3 -Film
der Seltenerdoxid-Multilagen-
Struktur angenommen Trilagen-
Kristallinität C
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